НОУ ИНТУИТ Лекция Криптографические алгоритмы с открытым ключом и их использование

Это позволяет предотвратить несанкционированные транзакции и мошенничество. Весь рабочий день, начиная с обмена сообщениями в корпоративных чатах и заканчивая видеоконференциями в Zoom, сопровождается криптографическими операциями, которые обеспечивают защиту личных данных. По возвращении домой вечером он выбирает фильм для просмотра в онлайн-кинотеатре, используя личный аккаунт.

Позднее по заказу Национального бюро стандартов США на базе алгоритма Lucifer был разработан шифр DES (Data Encryption Standard). Он лег в основу симметричного шифрования, основанного на использовании одного секретного ключа. С 1977 года государственные органы США были обязаны применять DES для обеспечения конфиденциальности информации в государственных компьютерных системах и сетях.

Если шифрование данных выполняется на верхних уровнях, то оно
зовется сквозным. Оба этих подхода к шифрованию данных имеют свои
преимущества и недостатки. В настоящее время у пользователей персональных
компьютеров имеется возможность применять шифровальные алгоритмы, встроенные в
различные программные продукты. Достаточно приобрести, например, текстовый
редактор Word, или операционные системы Windows NT и Netware, или редактор
электронных таблиц Excel.

С развитием интернета в 1990-е годы встал вопрос защиты данных простых людей. Независимые криптографы работали над продвинутыми методами шифрования, которые стали бы доступны всем пользователям. При этом ученые стремились добавить дополнительный — по сравнению с симметричным шифрованием — уровень защиты, предложив использовать два ключа вместо одного. В 1977 году появился алгоритм RSA, название которого образовано от первых букв фамилий его разработчиков из Массачусетского технологического института — Рона Ривеста, Ади Шамира и Леонарда Адлемана.

Оставайтесь на связи, где бы вы ни находились: варианты внешнего аккумулятора

Безопасность этого алгоритма заключается в проблеме факторизации очень больших целых чисел и в проблеме RSA, поскольку полное дешифрование зашифрованного текста с помощью RSA в настоящее время невозможно, хотя возможно частичное дешифрование. Некоторыми очень важными характеристиками RSA является длина ключа, в настоящее время должна использоваться длина не менее 2048 бит, хотя для большей безопасности рекомендуется, чтобы она составляла 4096 бит или больше. Мы создаем ключ симметричного алгоритма, шифруем его открытым ключом получателя, отправляем зашифрованные данные по незащищенному каналу связи, а затем получатель расшифровывает данные, используя свой закрытый ключ. С ключом симметричного алгоритма в двоеточии может начаться обмен данными с использованием симметричного шифрования, что делает обмен намного быстрее, чем если бы мы использовали только асимметричную криптографию во всех коммуникациях. Использует два разных ключа на каждом конце связи для его шифрования и дешифрования . Закрытый ключ должен быть защищен и храниться самим пользователем, он будет засекречено и не должно быть известно никому и никому не должно быть отправлено.

Большинство традиционных криптосистем опирается на проблемы факторизации целых чисел или задачи дискретного логарифмирования, которые будут легко разрешимы на достаточно больших квантовых компьютерах, использующих алгоритм Шора[1][2]. Многие криптографы в настоящее время ведут разработку алгоритмов, независимых от квантовых вычислений, то есть устойчивых к квантовым атакам. К тому же, при равных длинах ключей вычислительные усилия, требуемые при использовании RSA и криптографии на основе эллиптических кривых, не сильно различаются. Таким образом, в сравнении с RSA при равных уровнях защиты явное вычислительное преимущество принадлежит криптографии на основе эллиптических кривых с более короткой длиной ключа[18]. Конкретные реализации алгоритмов шифрования на эллиптической кривой описаны ниже. Эллиптическая криптография — раздел криптографии, который изучает асимметричные криптосистемы, основанные на эллиптических кривых над конечными полями.

Современная криптография

Не так давно появилось новое направление в кодировании, использующее квантовые вычисления совместно с математическими. Если мы хотим ввести конфиденциальность в общение, все, что нам нужно сделать, это попросить отправителя зашифровать исходное сообщение открытым ключом получателя. Если пользователь выдает себя за настоящего эмитента, у него не будет закрытого ключа, поэтому «вызов» не будет успешным и данные не будут переданы. Режим шифрования – это способ обработки блоков сообщений с шифрованием AES, существуют разные типы, и каждый из них работает по-своему.

• Кодировочная пластина генерируется аналогично, как и в классической схеме.
• Ошибки изображены в таким образом, что те белые пиксели секретного изображения, которые были декодированы отлично от классического декодирования обозначены цветами.
• Имеются сомнения в безопасности по крайней мере нескольких из них[14][15][16].
• Далее он паркуется и оплачивает парковку, потом берет кофе в соседнем кафе.
• Достаточно приобрести, например, текстовый
  редактор Word, или операционные системы Windows NT и Netware, или редактор
  электронных таблиц Excel.

Реализация сложнейших криптографических преобразований, с точки зрения обычного человека, занимает лишь доли секунды. Осуществляется, в основном, благодаря протоколам SSL/TLS и обеспечивает безопасность и конфиденциальность пользовательских данных в интернете. Гарантирует, что пользователю откроется именно тот сайт, на который он перешел по ссылке, а не любой другой. У принципа Кергоффса есть альтернативы, например, концепция «безопасность через неясность» (Security through obscurity или STO), которая предполагает, что злоумышленник не сможет узнать об уязвимостях системы благодаря секретности ее алгоритмов [13]. На сегодняшний день алгоритмы шифровки/дешифровки отличаются высокой сложностью.

Криптографическая защита информации

Последние, в свою очередь, выполняются на основе операций сложения, умножения и инвертирования в конечном поле, над которыми рассматривается кривая. Особый интерес к криптографии эллиптических кривых обусловлен теми преимуществами, которые дает её применение в беспроводных коммуникациях — высокое быстродействие и небольшая длина ключа[2]. Асимметричная криптография основана на сложности решения некоторых математических задач. Ранние криптосистемы с открытым ключом, такие как алгоритм RSA, криптостойки благодаря тому, что сложно разложить составное число на простые множители.

Эксперты в области криптологии, сотрудничавшие с изданием Washington Post, смогли подтвердить подлинность части электронных писем именно благодаря цифровым подписям и временным отметкам. Поскольку письма были отправлены через почтовый сервис Google, использующий надежные сертификаты, не осталось никаких сомнений в том, что письма не являлись подделкой хакеров. Все шаги подразумевают применение криптографических методов, которые гарантируют сохранность и безопасность персональной информации. Принципы Кергоффса имеют альтернативу в концепции безопасности через неясность (Security through obscurity или STO), которая предполагает, что уязвимости системы остаются невидимыми для злоумышленников благодаря сокрытости алгоритмов.

В статье предлагается обобщить схему таким образом, что обе пластины будут не только выглядеть случайными, но и будут проходить статистические тесты на случайность. Важным недостатком симметричных шифров является невозможность их использования в механизмах формирования электронной алгоритмы криптографии цифровой подписи и сертификатов, так как ключ известен каждой стороне. При дешифровании текст вписывается в квадрат, и открытый текст читается в последовательности чисел «магического квадрата». Программа должна генерировать «магические квадраты» и по ключу выбирать необходимый.

Криптовалютная отрасль сегодня задействует несколько базовых низкоуровневых собственных алгоритмов для формирования стабильной и безопасной для пользователей платформы. В этих целях широко применяются такие инструменты, как эллиптическая криптография, цифровые подписи, хеширование. Все это помогает повышать защитные функции для всех участников рынка цифровых финансов без использования централизованного управленческого органа. Своим происхождением кодирование обязано военнослужащим и политическим деятелям, которым еще с древних времен необходимо было передавать конфиденциальную информацию по защищенным каналам связи.

При шифровании данных,
предназначенных для хранения в виде компьютерных файлов, дела обстоят совершенно
иначе. Если вы не в состоянии расшифровать свой файл, вам вряд ли удастся
сделать это и со второй, и с третьей, и даже с сотой попытки. Это означает, что при шифровании файлов необходимо
предусмотреть специальные механизмы для предотвращения возникновения ошибок в
шифртексте. Основная проблема, с которой сталкиваются
пользователи компьютерных сетей, где применяется сквозное шифрование, связана с
тем, что служебная информация, используемая для маршрутизации сообщений,
передается по сети в незашифрованном виде. Опытный криптоаналитик может
извлечь для себя массу полезной информации, зная кто, с кем, как долго и в какие
часы общается через компьютерную сеть. При сквозном шифровании криптографический
алгоритм реализуется на одном из верхних уровней модели OSI.

Симметричные криптографические
алгоритмы служат для шифрования данных, они работают на несколько порядков
быстрее, чем асимметричные алгоритмы. Однако и у криптографии с открытым ключом
есть области применения, в которых криптографии с секретным ключом делать
нечего. К ним относятся работа с ключами и многочисленные криптографические
протоколы. Асимметричный алгоритм по преимуществу, этот алгоритм основан на паре ключей , публичный и частный, о котором мы уже говорили ранее.

Затем при входе человек вводит пароль, который опять хешируется и сравнивается с образцом. Если даже базой паролей завладеют третьи лица, то все равно получат их в зашифрованном виде. Злоумышленник, перехватывающий все сообщения и знающий всю открытую информацию, не сможет найти исходное сообщение при больших значениях Р и Q. Все расшифрованные блоки будут точно такими же, как и исходящие от пользователя А. Никакая из пластин не содержит секретной информации, так как плитки выбираются случайным образом. Базовые пластины показаны на рисунке 5; кодировочные пластины имеют такой же вид.